[Guide] Placer ses enceintes Surround en 5.1/7.1 voir page1

[Jean-Pierre Lafont]

Bien entendu, les HP ne sont pas sur une ligne horizontale mais plutôt montante vers l'arrière, c'est évident.

Désolé, cela ne l'est pas pour moi
Vous pourriez m'expliquer?

Attention, l'orientation des enceintes n'est n'est pas compatible Atmos.
De même, la puissance du canal est répartie sur l'ensemble des enceintes alors qu'en Atmos, chaque enceinte doit pouvoir supporter toute la puissance du canal.

[alexjcd]

Merci pour le schéma très explicite. Mais j'avais compris la mise en oeuvre
Par contre, c'est le pourquoi que je n'ai pas saisi. Quel est l'intérêt d'avoir une ligne montante? Que se passe-t-il si les enceintes sont sur un plan horizontal?

[Jean-Pierre Lafont]

Merci pour le schéma très explicite. Mais j'avais compris la mise en oeuvre
Par contre, c'est le pourquoi que je n'ai pas saisi. Quel est l'intérêt d'avoir une ligne montante? Que se passe-t-il si les enceintes sont sur un plan horizontal?

A l'avant (60° de l'axe) les enceintes surround sont la continuité des enceintes de façade et doivent être presque à la même hauteur. Certains les appellent à tort "wides" mais en réalité ce sont bien des surrounds.
Ensuite, plus on va vers l'arrière, plus le son doit être enveloppant, diffus, moins directif. L'oreille localise moins bien un son en hauteur qu'au niveau de la tête.
Enfin, la hauteur atténue l'effet de masque des appuie-tête.

[Jean-Pierre Lafont]

La configuration correcte d'un système surround n'est pas aussi simple qu'il n'y parait même en 5.1. L'aspect psycho-sensoriel de notre système auditif est complexe. En Atmos, c'est irréalisable sans un logiciel spécifique. Quand je lis les posts de certains qui s'imaginent qu'on peut passer d'un format sonore à un autre (Atmos-Auro-DTS) en appuyant sur un bouton, ou pire: faire du re-mapping, je me demande quelle bouillie ils espèrent...

A ceux qui veulent en découvrir plus, je dédie ce post qui relate une expérience menée par le département de recherche de la BBC, visant à évaluer nos capacités à localiser les sons dans l’espace dans le contexte d’une écoute multicanal.
Nous savons que la couleur et la direction d’une source change en fonction de sa direction de manière prévisible. Mais que se passe-t-il lorsque deux sources écartées diffusent le même signal ?

La localisation d’une image sonore virtuelle produite par plusieurs sources s’appuie sur le principe simple de la stéréophonie. Dans un premier temps, il fut décidé d’effectuer les mesures dans une pièce sourde pour s’affranchir des perturbations liées à l’environnement acoustique. Les premiers essais n’ont pas permis d’obtenir des résultats suffisamment précis car pour construire une image sonore virtuelle, notre cerveau a besoin d’autres repères que les deux sources. Pour porter un jugement valide sur 360°, il fallait un espace semi-réverbérant homogène et uniforme. On a donc ajouté un plancher réfléchissant la pièce.

Quatre enceintes identiques furent posées à hauteur d’oreille, à 45° des quatre points cardinaux sur un cercle gradué de 2,7m de rayon, tracé autour du point d’écoute centré au milieu de la pièce. Cette disposition permettait d’avoir quatre sources en phase avec un taux de réflexions uniforme autour de l’auditeur quel que soit l’angle d’incidence. L’auditeur, visuellement isolé par un voile circulaire en tissu léger, devait se tenir assis, la tête en appui sur un reposoir étroit et fixer un repère face à lui.

Les enceintes, de type monitor professionnel, étaient appairées en niveau et en fréquence, pour produire la même intensité. L’équilibre du signal monophonique appliqué successivement à chaque paire d’enceintes pouvait être modifié à volonté (tout en maintenant la somme constante) pour suivre l’évolution de la localisation en fonction du rapport d’intensité inter-enceinte. Deux stimuli de 30 secondes chacun et répétés à intervalles réguliers furent employés : une musique percussive assez aigüe et la voix d’un orateur masculin. Sept auditeurs entrainés (des ingénieurs du son) se sont succédé pour évaluer les variations subjectives et dresser une moyenne.

Huit points remarquables nommés comme suit, ont été établis sur une échelle polaire : FC façade-centre, FD façade-droite, CD centre-droite, AD arrière-droite, AC arrière-centre, AG arrière-gauche, CG centre-gauche et FG façade-gauche.
L’expérience commença par un test préliminaire qui consistait à localiser individuellement chaque enceinte. Les résultats ont montré une précision de ±2,5° pour les enceintes de façade FG et FD et une déviation moyenne de ±11° pour les enceintes arrières AG et AD.



Les résultats des tests de localisation sont regroupés sur la figure ci-dessous. Il faut bien comprendre que l’étude fait abstraction du rayonnement individuel de chaque enceinte et porte uniquement sur la stéréophonie entre les enceintes. Le graphe décrit pour chaque paire stéréophonique, la position de l’image virtuelle et le niveau apparent. Les cercles concentriques donnent l’échelle des écarts. Par exemple, quand le niveau des enceintes de façade est identique en FG et FD, l’écart est nul et l’image virtuelle résultante apparait au centre (FC). Si l’enceinte FG est plus faible que l’enceinte FD de 10 décibels, l’image virtuelle dérive 20° vers la droite (point 1). Pour un écart de 20dB la dérive est de 40° (2) et au-delà de 30dB FG disparait, ne laissant que FD à 45°.

Le contour bleu montre le niveau de pression constante mesuré. Le contour rouge montre le niveau de pression ressenti.



Par contre, la localisation latérale ne suit pas les mêmes règles. Pour un niveau de pression identique en FD et AD, l’image apparente sera localisée vers 60° (3), soit une erreur d’environ 30°. Pour placer l’image en CD, à mi-distance entre les deux enceintes, il faudrait élever AD de 12dB par rapport à FD. Dans cette plage angulaire, la localisation est très instable. Elle peut basculer vers l’avant ou l’arrière pour un faible écart de niveau ou un léger mouvement de la tête. L’effet stéréophonique est difficilement identifiable. L’auditeur perçoit deux images distinctes avec des spectres différents. Notez le contraste avec la précision du quadrant arrière AC presque symétrique avec l’avant (FC). Ceci s’explique par le fait que nous avons seulement deux oreilles d’où la symétrie sur un seul axe.

Les segments bleus représentent la variabilité des réponses entre les 7 auditeurs participants, la ligne rouge du graphe étant une moyenne. Les abréviations qui notent la qualité sonore des images virtuelle ont aussi leur importance. Par exemple, entre F et CD le son résultant sera diffus et très instable.

Mais la localisation d’une source virtuelle ne se limite pas à son azimut. Il a donc paru intéressant de mesurer la hauteur apparente. En façade, la somme des FG+FD élève l’image au centre de 40 degrés au-dessus des enceintes, puis retombe à une hauteur normale dans l’axe de ces dernières. Ce phénomène n’apparait pas ou très peu avec une écoute stéréo conventionnelle où les enceintes sont écartées de 60°. Sur les côtés, les images virtuelles descendent jusqu’à 30° en dessous des enceintes et le son semble venir du plancher. Dans l’axe des enceintes arrière, le signal apparent est encore bas, 15° en dessous de la hauteur normale pour remonter à +10° à l’arrière-centre.



L’image de gauche représente la vision idéaliste que chacun peut avoir sur la localisation de quatre images stéréophoniques entendues séparément dans un même plan horizontal. A droite, la réalité est toute autre. La localisation apparente varie considérablement en azimut et en zénith en fonction des caractéristiques biologiques de notre appareil auditif.

Remarque : les valeurs relevées les schémas ci-dessus ont été observés dans les conditions décrites avec un point d’écoute à égale distance de chaque enceinte. Les paramètres qui définissent la position apparente d’une image sonore sont largement dépendants des propriétés physiques de la pièce et par conséquent variables à l’infini.

Certains diront : Chez moi, il n’y a pas ce phénomène. Vous ne l’avez peut-être pas perçu pour de multiples raisons. L’image stéréophonique est peut-être brouillée par des éléments différents dans chaque canal. Rappelons que la stéréo est le placement dans l’espace d’un signal unique (mono) reproduit par plusieurs sources. Vous n’êtes pas positionné à égale distance de vos enceintes. Dans une pièce occupée par plusieurs personnes, la localisation varie dans des proportions considérables d’un fauteuil à l’autre. Les réflexions sur les surfaces environnantes pourront fournir des repères utiles à l’auditeur mais la source la plus proche sera toujours prépondérante notamment à cause de l’effet de précédence. L’image sonore résultante sera déviée et déséquilibrée. Le but de cette expérience n’est pas de décrire exactement ce qui se passe chez vous mais de montrer que placement des enceintes ne résume pas à suivre quelques règles géométriques simples. La façon dont nous entendons les sons a aussi son importance.
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Une autre expérience menée cette fois-ci dans la régie d’un studio d’enregistrement, compare le niveau apparent de l’image virtuelle produite par une paire d’enceinte avec le niveau réel d’une troisième enceinte située au centre dans l’axe qui les sépare. Les trois enceintes sont posées sur un arc de cercle de 1,7m de rayon, au centre duquel se tient l’auditeur. Deux bruits, rose et blanc sont utilisés. Le niveau sonore de l’enceinte centrale est réglé à 65dBA et on a demandé aux 6 auditeurs successifs d’ajuster le niveau des enceintes gauche et droite pour trouver le même niveau apparent.

Avec les enceintes G&D écartés de 90° les auditeurs ont atténué le bruit blanc de 5,2dB (±1,3dB) et le bruit rose de 4,5dB (±1dB) pour obtenir le même niveau apparent que celui de l’enceinte centrale. En resserrant l’angle d’écoute à 60° (stéréo conventionnelle) l’atténuation du bruit blanc a été ramenée à 4,1dB (±1,3dB) tandis que celle du bruit rose est restée à 4,5dB. Dans tous les cas, on a observé un niveau 5dB plus élevé au point d’écoute malgré une puissance apparente identique pour la paire G+D et pour l’enceinte centrale.

[minicos]

Toujours aussi passionnant Jean-Pierre

[Fre.Mo]

Très intéressant Monsieur Lafont et merci de partager ici votre savoir ainsi que votre expérience en prenant sur votre temps.

Pour porter un jugement valide sur 360°, il fallait un espace semi-réverbérant homogène et uniforme. On a donc ajouté un plancher réfléchissant la pièce.

L’étude n’est elle pas biaisée en se plaçant dans des conditions qui ne sont pas représentatives de l’écoute : le choix du plancher comme seule surface réfléchissante, plutôt que des murs, n’est il pas critiquable?

Par contre, la localisation latérale ne suit pas les mêmes règles. Pour un niveau de pression identique en FD et AD, l’image apparente sera localisée vers 60° (3), soit une erreur d’environ 30°. Pour placer l’image en CD, à mi-distance entre les deux enceintes, il faudrait élever AD de 12dB par rapport à FD. Dans cette plage angulaire, la localisation est très instable.

Est-ce du à la forme de notre oreille?
Cela veut il dire que pour une configuration de plusieurs enceintes pour un canal surround, même si l’on cale le niveau de chacune des enceintes à une référence donnée, certaines sembleront malgré tout plus ou moins forte que les autres suivant leur azimut?

Sur les côtés, les images virtuelles descendent jusqu’à 30° en dessous des enceintes et le son semble venir du plancher. Dans l’axe des enceintes arrière, le signal apparent est encore bas, 15° en dessous de la hauteur normale pour remonter à +10° à l’arrière-centre.

C’est la raison pour laquelle il faut mettre les surrounds bien au dessus de hauteur de la tête?

Avec les enceintes G&D écartés de 90° les auditeurs ont atténué le bruit blanc de 5,2dB (±1,3dB) et le bruit rose de 4,5dB (±1dB) pour obtenir le même niveau apparent que celui de l’enceinte centrale. En resserrant l’angle d’écoute à 60° (stéréo conventionnelle) l’atténuation du bruit blanc a été ramenée à 4,1dB (±1,3dB) tandis que celle du bruit rose est restée à 4,5dB. Dans tous les cas, on a mesuré un niveau 5dB plus élevé au point d’écoute malgré une puissance rayonnée identique pour la paire G+D et pour l’enceinte centrale.

J’ai du mal à comprendre comment le niveau mesuré peut être 5dB plus élevé si la puissance émise est identique pour les 2 configurations?

[Jean-Pierre Lafont]

L’étude n’est elle pas biaisée en se plaçant dans des conditions qui ne sont pas représentatives de l’écoute : le choix du plancher comme seule surface réfléchissante, plutôt que des murs, n’est il pas critiquable?

Les réflexions sur les surfaces faussent la réponse de la source sonore et la perception que nous en avons. La réponse des enceintes acoustiques est toujours mesurée en champ libre, c'est à dire dans un espace sans réflexion (chambre anéchoïque). C'est la seule méthode impartiale dont nous disposons.
Dans l'expérience décrite on cherche à évaluer notre perception des sons en regard de la position angulaire des sources, pas l'acoustique de la pièce. Le plancher est la surface la moins perturbante car, quand on regarde la géométrie des réflexions il ne peut y avoir plusieurs impacts successifs, alors que des murs opposés produiraient un effet de ping-pong et un ou deux murs isolés créeraient une dissymétrie de la pièce.

Par contre, la localisation latérale ne suit pas les mêmes règles. Pour un niveau de pression identique en FD et AD, l’image apparente sera localisée vers 60° (3), soit une erreur d’environ 30°. Pour placer l’image en CD, à mi-distance entre les deux enceintes, il faudrait élever AD de 12dB par rapport à FD. Dans cette plage angulaire, la localisation est très instable.

Est-ce du à la forme de notre oreille?
Cela veut il dire que pour une configuration de plusieurs enceintes pour un canal surround, même si l’on cale le niveau de chacune des enceintes à une référence donnée, certaines sembleront malgré tout plus ou moins forte que les autres suivant leur azimut?

Oui.

Sur les côtés, les images virtuelles descendent jusqu’à 30° en dessous des enceintes et le son semble venir du plancher. Dans l’axe des enceintes arrière, le signal apparent est encore bas, 15° en dessous de la hauteur normale pour remonter à +10° à l’arrière-centre.

C’est la raison pour laquelle il faut mettre les surrounds bien au dessus de hauteur de la tête?

C'est une des raisons. Les autres ont déjà été expliquées.

[thxrd]

Merci , merci , pour le remapping Jean Pierre .. je me sens moins seul ..
et c'est sur , passer de l'auro au dtsx pro ou l'atmos avec les enceintes au memes endroits ..ben voyons ... . deja avec 2 ou 4 on sait ( et voit sur ton exemple) que c'est tres complexe ..alors le reste ..
et maintenant avec notre atmos HC .. on franchit les limites ...de la physique . c'est extraordinaire, on est simultanement diffus et ultra localisė .sur une meme enceinte.. ..avec le meme signal . fantastique .. ( je sais c'est pas bien ..de dire çes choses .. meme le remapping c'est pas bien de critiquer ..joke )
Roland

[Jean-Pierre Lafont]

Merci , merci , pour le remapping Jean Pierre .. je me sens moins seul

Bah ! il faut laisser glisser et ne pas essayer de convaincre. Il y a autant de différence entre Atmos, Auro et DTS qu'entre une formule1, un autobus et un camion-citerne. Certains sont persuadés de pouvoir tirer ces trois usages de leur berline familiale. Faut pas se brancher, ça provoque des ulcères...

Actuellement, j'étudie l'évolution des styles de musique à travers les époques (baroque, classique, romantique, contemporaine) et je découvre que les compositeurs ont pour la plupart, écrit leurs oeuvres pour être interprétées dans des salles spécifiques. L'acoustique d'une salle de concert n'est pas transposable. Le format d'écoute d'une salle de cinéma non plus.
J'étudie cela car on vient de me confier l'étude acoustique d'un opéra privé. Pas un truc moderne, plutôt une réplique de celui-ci:



C'est à la fois un challenge de haut niveau et un travail récréatif qui va me reposer des considérations loufoques de certains indécrottables de l'immersif remappé.

[thxrd]

Tout à fait
Tout d'abort et historiquement liė au tempo ( au depart , lent et dans les eglises seulement ) et ensuite avec des Tr plusncourt car tempo plus rapide et s'ajoute ensuite le genre de salle ( plus "brillante / sombre ect .. )

[minicos]

Actuellement, j'étudie l'évolution des styles de musique à travers les époques (baroque, classique, romantique, contemporaine) et je découvre que les compositeurs ont pour la plupart, écrit leurs oeuvres pour être interprétées dans des salles spécifiques. L'acoustique d'une salle de concert n'est pas transposable. Le format d'écoute d'une salle de cinéma non plus.
J'étudie cela car on vient de me confier l'étude acoustique d'un opéra privé. Pas un truc moderne, plutôt une réplique de celui-ci:

C'est à la fois un challenge de haut niveau et un travail récréatif qui va me reposer des considérations loufoques de certains indécrottables de l'immersif remappé.

WAOUH ! Voilà un super dossier.

[Fre.Mo]

Les diffuseurs acoustiques sont mal compris et surtout mal utilisés. Pour qu'un diffuseur fonctionne il faut que ses dimensions soient significatives en regard des longueurs d'ondes à diffuser. ça n'entre pas dans un carton de 60x60cm ! Pensez plutôt à des déviateurs (scatterers) de taille appropriée, placés aux bons endroits et bien orientés.

Il me semble avoir lu que pour sentir le bénéfice d'un diffuseur pour une fréquence de 500 Hz, il fallait se placer à au moins 3 m. Avec nos salles de 4 m de large, c'est difficile à respecter. Vous semblez dire que des diffuseurs QRD, Schroeder placés dans la zone surround ne seraient pas efficaces dans ce cas?

[Polopretress]

Arrete de remuer le couteau dans la plaie

[Jean-Pierre Lafont]

Il me semble avoir lu que pour sentir le bénéfice d'un diffuseur pour une fréquence de 500 Hz, il fallait se placer à au moins 3 m. Avec nos salles de 4 m de large, c'est difficile à respecter. Vous semblez dire que des diffuseurs QRD, Schroeder placés dans la zone surround ne seraient pas efficaces dans ce cas?

Effectivement, il faut observer une certaine distance.
Le diagramme de pression d'un diffuseur géométrique est une corolle de lobes un peu comme les pétales d'une pâquerette. Quand on est près, on peut entendre des écarts de niveau changeants selon la position. Il faut s'éloigner pour que le champ devienne diffus.

[Fre.Mo]

Les diffuseurs acoustiques sont mal compris et surtout mal utilisés. Pour qu'un diffuseur fonctionne il faut que ses dimensions soient significatives en regard des longueurs d'ondes à diffuser. ça n'entre pas dans un carton de 60x60cm ! Pensez plutôt à des déviateurs (scatterers) de taille appropriée, placés aux bons endroits et bien orientés.

Il me semble avoir lu que pour sentir le bénéfice d'un diffuseur pour une fréquence de 500 Hz, il fallait se placer à au moins 3 m. Avec nos salles de 4 m de large, c'est difficile à respecter. Vous semblez dire que des diffuseurs QRD, Schroeder placés dans la zone surround ne seraient pas efficaces dans ce cas?

D’après votre expérience, quelle profondeur faut il attribuer à ces déviateurs? Dans son ouvrage, Floyd Toole indique pourtant que pour faire de la diffusion avec des objets (profile triangle, demi cercle...) il faut qu’ils aient au moins 30 cm d’épaisseur, alors que pour les surfaces avec séquences mathématiques comme les QRD, 10 cm suffisent.